I/O zařízení

Vstupní zařízení

  • myš (kuličková, optická, laserová)
  • klávesnice
  • touchpad
  • trackball
  • trackpoint
  • tablet
  • herní ovladače (konsole, joystick,…)
  • Web kamery, Vizualizéry, mikroskop
  • skenery (ruční, ploché, protahovací, bubnové, filmové, 3D) – principy, funkce
  • rozlišení, DPI, barevná hloubka, snímací režimy, rychlost snímání
  • CCD, CIS, PMT
  • OCR
  • Interpolace
  • čtečky čárových kódů
  • čtečka otisku prstu (Fingerprint)
  • světelné pero

 Výstupní zařízení

LCD, CRT

Tiskárny

  • výstupní zařízení počítače, umožňující vytisknout textové nebo grafické výstupy z počítače na papír nebo jiný materiál – tiskárna tak dovoluje převést vše, co se zobrazuje na monitoru nebo je i uloženo v paměti počítače v elektronické podobě do tištěné podoby
  • aby mohla tiskárna takto pracovat, musí být v počítači nainstalován příslušný ovládací program pro tiskárnu (driver), jehož úkolem je zpracovat textové a grafické výstupy z počítače do podoby, které daná tiskárna rozumí a dokáže vytisknout
  • tiskárna může pracovat
    • v TEXTOVÉM REŽIMU, kde může tiskárna tisknout pouze jednotlivé znaky – počítač v tomto režimu posílá do tiskárny kódy jednotlivých znaků nebo řídící kódy označující třeba druh písma či konec řádky; podoba jednotlivých znaků je napevno uložena v paměti ROM; počítač však může též zaslat podobu znaků těsně před vlastním tiskem do její paměti RAM (tzv. download tiskárny)
    • v GRAFICKÉM REŽIMU, kde tiskárna pomocí maličkých teček tiskne vlastně jakýkoli obraz nebo grafický prvek – počítač v tomto režimu posílá do tiskárny k vytištění celou stránku jako jeden obrázek, ať již jsou na této stránce jen obrázky nebo obrázky s textem či text samotný; grafický režim tak dovoluje nejen tisk obrázků, ale i tisk textových dokumentů; v textovém režimu totiž může být použito jen několik druhů písmenek v několika málo velikostech; v grafickém režimu lze ale tisknout písmenka, která vypadají jakkoli a jsou jakkoli velká, protože každé písmenko je pro tiskárnu vlastně malý obrázek
  • základní parametry
    • druh tiskárny – jehličková, inkoustová, laserová aj.
    • provedení – stolní, přenosná, velkoformátová aj.
    • rychlost tisku – počet znaků nebo stránek / čas
    • rozlišení – bodů na palec – dpi, např. 9600 x 2400
    • barevnost – tisk černobíle nebo i barevně
    • pořizovací náklady – cena tiskárny
    • cena za vytištěnou stránku – papír, náplň, amortizace (snížení hodnoty zařízení opotřebením)
    • způsob komunikace – ASCII, PDL(PostScript), GDI aj.
    • způsob připojení k počítači – USB, LAN, bezdrátově aj.
    • způsob napájení – ze sítě, z USB, baterie

Tiskárny maticové – jehličkové

  • první řešení 1964 Seiko pro OH, 1968 sériově jako EP-101, od 1975 EPSON („Son of Electronic Printer = EP SON“)
  • tiskárny využívají tiskovou hlavu, která obsahuje sadu pod sebou umístěných jehliček (1, 7, 9, 12 v jednom či dvou sloupcích)
  • jednotlivé jehličky jsou připojeny k elektromagnetům, které je při tisku vystřelují proti barvící pásce
  • barvící páska pak v daném bodě dopadne na papír, kde způsobí malý barevný bod
  • tisk probíhá v matici 7×7, 9×7, 12×9 apod.

97

 

Jehličková tiskárna

  • v závislosti na počtu jehliček se rozlišují na:
    • ≤ 7 jehličkové – jeden sloupec jehel – používány pouze tam, kde na kvalitě tisku nezáleží (např. pokladny)
    • 9 nebo 18 jehličkové – jeden nebo dva sloupce jehel – tisk v režimu DRAFT (méně kvalitní, rychlejší) a v režimu NLQ (Near Letter Quality) – vhodné pro průklepy (kopie)
    • 24 jehličkové – dva sloupce jehel – dovolují navíc práci i v režimu LQ (Letter Quality) a poskytují rovněž vyšší rychlost tisku
  • výhody jehličkových tiskáren:
    • nízká pořizovací cena
    • nízká cena za vytištěnou stránku (za 1 $ až 600 stránek)
    • možnost tisku na tabelační papíry či různá zasunutá média
    • možnost průpisů – (až 6 kopií)
    • robustní konstrukce
    • možnost práce v prašném, chladném či horkém prostředí
  • nevýhody běžných jehličkových tiskáren:
    • nižší kvalita tisku – max. 180 až 360 DPI
    • nízká rychlost – 200 -1120 zn./min. (necelá strana / min.)
    • problematický tisk grafiky
    • vysoká hlučnost při tisku
  • možnosti speciálních jehličkových tiskáren
    • rychlost až 680 znaků za sec (cps – characters per second) = cca 20 str. / min, vysokorychlostní až 1100 cps
    • hlučnost potlačena
    • barevné výtisky jsou možné – 2,5 cm široké barvicí pásky CMYK a zdvihací motor pásky

Sublimační tiskárny

  • pracují na principu sublimace (odpařování) pevného inkoustu, který po zahřátí přechází do plynné fáze
  • různou teplotou lze regulovat množství sublimujícího inkoustu v daném místě
  • v plynném stavu potom inkousty pronikají do povrchu speciálního papíru a zde se mísí
  • inkoust je dodáván ve formě různobarevného CMYK filmu, který prochází nad papírem
  • nakonec se obraz fixuje (laminuje) lesklou ochrannou vrstvou
  • tiskárny se používají především pro tisk fotografií
  • mohou tisknout též na speciální média, např. jsou užívány pro potisk karet
  • existují též v přenosové verzi
  • výhody sublimačních tiskáren:
    • velmi kvalitní barevný tisk s plynulými barevné přechody bez tiskového rastru při nízkém fyzickém rozlišení 300 dpi
    • malé rozměry, kompaktní mobilní provedení
    • možnost napájení z baterií či z počítače
  • nevýhody sublimačních tiskáren:
    • nutnost použití speciálního papíru např. 10 x 15 cm
    • vyšší cena za stránku
    • relativně pomalý tisk (1/4 až 1/2 str. / min)
  • speciální sublimační tiskárny
    • velkoformátový sublimační tisk využívající sublimační disperzní inkousty CMYK
    • např. sublimační tiskárny pro přímý potisk textilu, šířka 64“(162 cm), délka až 500 metrů, rychlost tisku až 30 m2/hod., až 1 440 x 2 880 dpi, 1 440 tiskových trysek CMYK (360 na barvu) (od 320 000 Kč)

Inkoustové tiskárny

  • u inkoustových tiskáren je tisk prováděn pomocí inkoustu, který je prostřednictvím miniaturních trysek v tiskové hlavě po kapkách vystřikován na papír = technologie Inkjet
  • inkoust je umístěn v nádržkách (cartridge), které se obvykle pohybují společně s tiskovou hlavou
  • cartridge jsou kompaktní, nebo dělené s 1 či 4 – 10 barvami
  • z hlediska způsobu tvorby kapek se tiskárny dělí na 2 skupiny
    • tiskárny s kontinuálním proudem inkoustu (Continuous Inkjet)
    • tiskárny s tvorbou kapek na vyžádání (Drop on Demand – DOD)
Tiskárny s tvorbou kapek na vyžádání (DOD)
  • inkoustové tiskárny lze podle technologie tisku rozdělit do dvou skupin
    • tepelné inkoustové tiskárny = thermal technolgy (1977)
      • Canon – Bubble Jet
      • Hewlett Packard
    • piezoelektrické tiskárny = piezo-electric technology
      • Epson
Tiskárny inkoustové tepelné – DOD thermal technology
  • označované též jako bublinkové
  • tiskárny tohoto typu používají k vystříknutí kapky inkoustu z trysky topné tělísko tzv. topný rezistor(heating resistor)
  • tisk je prováděn ve čtyřech fázích
    • rezistor prudce zahřeje inkoust v dutině trysky – 500 °C
    • v dutině trysky vzniká bublina přehřáté páry, která vytlačuje inkoust
    • dojde k vystřelení inkoustu na papír rychlostí 10 m/s
    • v dutině trysky vzniká ochlazením podtlak, který způsobí její další naplnění
  • musí používat jen specifický inkoust (např. odolný teplotě)
  • je zapotřebí jistá doba k ochlazení rezistoru – počet trysek
  • není možné zcela plynule regulovat velikost kapky

99

 

Tiskárny inkoustové tepelné

  • v tiskové hlavě je od 72 do 1536, 3072 nebo i 5376 trysek
  • průměr trysek činí 50 – 5 mikrometrů (0,05 – 0,005 mm)
  • trysky vystřelují kapky o objemu 10, 3, 2 nebo dokonce 1 pl (1 pl = 10-9 litru)
  • kapka utvoří barevný bod o průměru cca 30 – 5 mikrometrů
  • při rozlišení 2400 dpi činí velikost bodu 10 mikronů a nejmenší okem viditelný bod je cca 30 mikronů
Tiskárny piezoelektrické – DOD piezo-electric technology
  • označované též jako tryskové
  • tiskárny tohoto typu využívají k vystříknutí kapky inkoustu z trysky piezo krystal, resp. obrácený piezoelektrický jev
  • do piezo krystalu je zaveden elektrický proud, který způsobí jeho prohnutí a následné vystříknutí kapky

100

 

Tiskárny piezoelektrické

  • deformace krystalu může probíhat mnohamilionkrát za sekundu (s frekvencí v MHz) → rychlost
  • není nutné čekat na ochlazení tepelného rezistoru – rychlost a počet potřebných trysek
  • tisková hlava obsahuje 29 či 64 trysek pro každou CMY barvu + 90 pro černou, nebo až 10 x 180 trysek pro jednotlivé barvy inkoustů u fototiskáren
  • prohnutí piezo krystalu lze poměrně dobře ovládat, což dovoluje s dosti velkou přesností regulovat velikost kapky
  • tiskárny mohou používat i pigmentové inkousty v různých rozpouštědlech → potisk různých materiálů astálobarevnost
Výhody inkoustových tiskáren
  • relativně nízká pořizovací cena
  • možnost barevného tisku při dobrém poměru cena-výkon
  • vysoké rozlišení tisku – až 9600 x 2400 A4 dpi nebo 4800 x 2400 A3 dpi
  • vysoká kvalita fototisku – až 8 nebo 10 barev inkoustu (při užití speciálního papíru – např. lesklého fotopapíru)
  • relativně vysoká rychlost ČB tisku – 10 až 22 str. za min, u vysokorychlostních až 120 str. za min
  • tisk fotografií A4 běžnými fototiskárnami 1 až 5 min
Nevýhody inkoustových tiskáren
  • cena za vytištěnou stránku (dle pokrytí) – pro ČB tisk (5%) 0,3-1,5 Kč, pro barevný tisk (%) 1,5-7,5 Kč
  • poměrně nízká životnost cartridge

Laserové tiskárny

  • první tiskárna IBM 3800 1976, pro domácí užití HP Laserjet 1984
  • data jsou zaslána do paměti tiskárny a potom vedena na vstup deflektoru, který dle napětí propouští či nepropouští světlo
  • paprsek polovodičového laseru je modifikován deflektorem, usměrňován rotující soustavou zrcadel a tak exponuje elektrický obraz na rotující válec s polovodičovým povrchem nabitým koronou kladným nábojem na potenciál cca + 2 kV (válec má odpor cca 5 MΩ)
  • osvětlená místa změní odpor (cca 300 Ω) a náboj je z nich odveden
  • rotující válec dále prochází kolem kazety s tonerem nabitým též kladně, který je tak přitažen jen na exponovaná místa bez náboje
  • kladně nabitý toner je dále přenesen na papír, který je podložen záporně nabitou deskou cca – 2 kV
  • toner je do papíru dále zažehlen při teplotě cca 180˚C a celý papír je na závěr zbaven elektrostatického náboje
  • rotující válec se dále čistí, vybíjí a opět jednotně koronou nabíjí
  • barevný tisk je možné u barevných laserových tiskáren docílit použitím různobarevných CMYK tonerů
  • výhody laserových tiskáren
    • kvalitní tisk (600, 1200, 2400 dpi)
    • obrysová ostrost čárové grafiky
    • rychlost tisku (12-32 str./min.)
    • nevyžadují speciální papír
  • nevýhody laserových tiskáren
    • vyšší pořizovací cena
    • pro běžného uživatele hůře dostupný kvalitní barevný tisk (cena HW+ spotřební materiál)
  • vysokorychlostní tiskárny
    • např. 65 str. A4 / min. při 300 x 300 dpi na tabelační papír
    • např. 114 str. A4 / min. při 600 x 600 dpi maloformát. tisk

Komunikace s tiskárnou

  • ASCII: jednotlivé znaky, které mají být tištěny, jsou posílány do tiskárny v jejich ASCII kódu
    • tiskárna je vybavena vlastními fonty – vhodné pouze pro texty – problémy s kompatibilitou
  • PDL (Page Description Language): popis stránky
    • tiskárna musí být vybavena příslušným procesorem RIP (Raster Image Processor) k interpretaci jazyka rasterizace kódu a vytvoření obrazu stránky
    • nejznámější PDL jsou PostScript (Adobe) a PCL (HP)
  • Windows GDI (Graphical Device Interface): vytváření obrazu tištěné stránky je prováděno procesorem počítače
    • tiskárna nemusí mít procesor a je levnější
    • tiskne pouze v prostředí Windows

Připojení tiskárny

  • paralelní port – konektor FD25 s 25 kolíky – 2 Mb/s
  • USB sběrnice – (Universal Serial Bus) verze 1.1 12 Mb/s, USB 2 480 Mb/s, resp. USB 3 5 Gb/s ?
  • rozhraní IEEE 1394 (FireWire, iLink) Institute of Electrical & Electronics Engineers – 400 Mb/s (b 800Mb/s, c 3200 Mb/s)
  • Ethernet – síťová technologie (dříve 10 Mb/s, nyní standard Fast Ethernet 100 Mb/s nebo 1 Gb/s)
  • IrDA – Iport IrDA 1.1 (Infrared Data Association) až 4 Mb/s Very Fast Infrared 16 Mb/s nfrared – bezdrátová technologie pro portable tiskárny
  • Bluetooth – (IEEE 802.15) 2,4 GHz až 2,1 Mbit/s
  • Wi-Fi (IEEE 802.11) 2,4 nebo 5 GHz až 600 Mb/s
  • paměťové karty – Memory Stick, Compact Flash, Micro SD

 

  • barevný model CMYK
  • multifunkce
  • WiFi, BT
  • plotry
  • 3D tisk
  • dataprojektory
  • reproduktory, sluchátka

 

  • Interaktivní technologie
  • Interaktivní systémy
  • SMART; Sympodium
  • ACTIV (Promethean)
  • eBeam
  • HITACHI
  • InterWrite
  • Panaboard (kopírovací/skenovací tabule)
  • Zpětnovazebná zařízení
  • TurningTech (TurningPoint)
  • ActivVote
  • Senteo

 

Ostatní

  • digitální fotoaparáty/kamery, mobilní telefony, kapesní přehrávače (MP3, MP4,…), hudební nástroje (el. kytary, keyboardy,…), čtečky e-knih (např. Kindle), navigace GPS, ap.